[发明专利]一种内壁微图案化小口径人造血管

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，特别是涉及一种微图案化小口径人造血管。

背景技术

心血管疾病已成为威胁人类健康的第一杀手。许多心血管疾病的发生都与血管的狭窄或闭塞密切相关。血管的狭窄或闭塞阻碍血液的正常流动，导致组织因营养供应不足而损伤。常见的疾病有冠心病，脑血管疾病、外周动脉粥样硬化和深静脉血栓等等。血管重建是这类疾病治疗的一种重要方法，在临床外科中占据着十分重要的地位。截止到目前，仅美国每年就有超过500,000患者需要进行血管外科手术，其中绝大部分患者都需要合适的血管移植物。

目前，临床上应用的小口径血管移植物主要是自体血管，隐静脉和胸廓内动脉被公认为小口径血管移植物的黄金标准。尽管自体血管代表了小口径血管移植物的黄金标准，但是自体血管移植物的通畅率仍然不是很理想。在冠状动脉和股腘动脉搭桥手术中，自体隐静脉在移植10年后的远期通畅率仅为50％。而且，由于自体血管来源有限，且供区牺牲较大，其在临床上的应用也受到极大的限制。

人造血管被认为是一种可替代自体血管的血管移植物。与自体血管相比，人造血管具有来源丰富，取材方便等优点，其研究得到广泛的关注。涤纶和膨化聚四氟乙烯是目前使用最多的人造血管，这类聚合物人造血管在替代人体大中动脉方面已经成功应用于临床并取得了满意的效果。然而，这类聚合物材料制备的小口径(直径<6mm)人造血管在替换小口径血管方面几乎全部失败，其在移植入体内后极易发生急性栓塞和内膜增生等问题，研究表明膨化聚四氟乙烯人造血管用于冠状动脉搭桥手术，术后1年其通畅率仅为60％，远低于隐静脉95％的通畅率，术后2年膨化聚四氟乙烯人造血管的通畅率仅为32％，此时隐静脉的通畅率仍保持在90％以上。在膝上股腘动脉搭桥手术中，术后5年膨化聚四氟乙烯人造血管的通畅率为59％，远低于隐静脉78％的通畅率。而且，血管内皮细胞在上述聚合物人造血管内壁不易粘附、铺展、生长和增殖，其生物相容性还有待提高。

近年来，研制出能够避免急性血栓和内膜增生，拥有良好力学性能和生物学性能的小口径人造血管成为了国内外的一个研究热点。研究者使用丝素蛋白、胶原蛋白、纤连蛋白、去细胞基质等天然高分子材料制备小口径人造血管，这类小口径人造血管具有良好的生物相容性，但是力学测试结果表明它们的力学性能较差，不能满足临床上对小口径人造血管的力学性能要求。而合成高分子生物材料因为具有良好的力学性能和生物相容性而被广泛应用于制备小口径人造血管，研究者采用一种或多种合成高分子材料，或者联合天然高分子材料制备小口径人造血管，研究证明这类小口径人造血管具有良好的力学性能和生物相容性。然而，该类小口径人造血管也存在一定的问题，内皮细胞接种在这些小口径人造血管内壁表现为无规则杂乱生长，与天然血管内皮细胞沿着血液流动方向排列生长差异较大，内皮细胞功能受到抑制。

微图案技术的发展为生物材料表面改性提供了新的技术。材料表面的微图案结构可调控细胞与材料之间的相互作用，促进细胞的粘附、生长、增殖与分化，并能影响细胞的生长方向、细胞骨架的排列分布和细胞功能基因的表达。因此，依托微图案技术制备内壁微图案化的小口径人造血管有望解决上述问题。

发明内容

为解决现有技术制备的小口径人造血管力学性能较差和不能引导内皮细胞取向生长从而抑制内皮细胞功能的问题，本发明提供一种能够引导内皮细胞取向生长，且具有良好力学性能和生物相容性的内壁微图案化小口径人造血管。其技术解决方案为：

内壁微图案化小口径人造血管是由静电纺丝微纤维层和微图案涂覆层构成。其中，微图案涂覆层构成小口径人造血管的内层，静电纺丝微纤维层包裹微图案涂覆层，形成小口径人造血管的外层。首先，将微图案聚二甲基硅氧烷薄膜卷在金属轴上，金属轴预先均匀涂覆一层易溶于水的聚乙二醇，再将涂覆液涂覆在微图案聚二甲基硅氧烷薄膜表面，涂覆液干燥凝固后即可将微图案从聚二甲基硅氧烷薄膜上刻印到涂覆层，形成微图案涂覆层，涂覆液为丝素蛋白溶液与甘油的共混液，其中甘油能够起到改性丝素蛋白的作用，使得到的涂覆层更加柔韧。静电纺丝微纤维层由静电纺丝装置制备，纺丝液为丝素蛋白/聚乳酸己内酯共混的六氟异丙醇溶液，收集装置为高速旋转圆轴收集器。静电纺丝层作为外层结构，能够稳固小口径人造血管的管状结构，天然高分子材料丝素蛋白加入聚乳酸己内酯后能够显著增强静电纺丝微纤维层的力学性能，提高内壁微图案化小口径人造血管各方面的力学性能。